公路路線設(shè)計(jì)的要點(diǎn)探析
摘要：公路路線線形是公路的骨架，路線設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)公路路基、橋涵、交叉、沿線設(shè)施等構(gòu)造物的規(guī)模和投資，同時(shí)，對(duì)汽車行駛的安全舒適、經(jīng)濟(jì)和車輛的通行能力起著決定性的作用，良好的路線設(shè)計(jì)是公路交通安全的基本保障。
關(guān)鍵詞：公路路線,設(shè)計(jì)要點(diǎn),重要性,解決措施
公路路線設(shè)計(jì)是公路建設(shè)之本，公路建成后，公路線形將是長(zhǎng)期存在的，對(duì)公路沿線今后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地利用、居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及自然景觀、環(huán)境協(xié)調(diào)等都會(huì)有很大的影響。公路路線的設(shè)計(jì)是否合理將對(duì)該區(qū)域以后的發(fā)展起著重要的影響。
1 公路路線設(shè)計(jì)的重要性
公路的路形設(shè)計(jì)是公路總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因?yàn)楣仿肪�尤其是高等級(jí)公路的路線是公路的骨架，路線設(shè)計(jì)合理與否，將直接影響到公路的橋隧、人工構(gòu)造物、路基、路面等的設(shè)計(jì)。合理、優(yōu)質(zhì)的公路設(shè)計(jì)，可以提供清晰醍目的行車方向，提供足夠的視距及其他信息，能夠符合駕駛?cè)藛T普遍期望的設(shè)計(jì)效果。在路線設(shè)計(jì)中，包括公路幾何線形、路面設(shè)計(jì)、安全設(shè)施、構(gòu)造物位置等設(shè)計(jì)，又是影響交通安全的主要因素。公路幾何設(shè)計(jì)對(duì)公路的安全性起到先決的作用，一旦通過選線確定公路走向并由此確定幾何線形，則其他項(xiàng)目如橋涵構(gòu)造物的位置、隧道的設(shè)置、安全設(shè)施等都已經(jīng)隨選定的幾何線形得以確定。
當(dāng)前，我國(guó)公路路線設(shè)計(jì)仍然在按照老的概念，進(jìn)行平、縱、橫斷面的設(shè)計(jì)。而對(duì)高等級(jí)公路應(yīng)當(dāng)根據(jù)交通量和車速的發(fā)展，按照交通工程學(xué)的新理論概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能在各種幾何路線上仍然照搬國(guó)外的方法和參數(shù)。由于汽車工業(yè)和公路交通運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，公路行車速度的不斷提高，交通量劇增，導(dǎo)致交通事故頻繁。我們應(yīng)當(dāng)在自己實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，運(yùn)用新的技術(shù)理論，完善我國(guó)的公路標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使之更符合我國(guó)的實(shí)際情況，既保證質(zhì)量，又盡可能降低造價(jià)。如今，公路路線設(shè)計(jì)不應(yīng)該僅僅是停留在幾何尺寸的設(shè)計(jì)上，涉及路線設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)的幾個(gè)方面，公路的路線設(shè)計(jì)不但需要滿足汽車行駛力學(xué)方面的要求，而且還要滿足汽車駕駛員心理和生理?xiàng)l件的需要，還要考慮乘客的舒適、地形地物的適應(yīng)，自然條件的平衡、環(huán)境的保護(hù)、營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性等因素。所以，在公路設(shè)計(jì)中，路線設(shè)計(jì)是很重要的。
2 公路路線設(shè)計(jì)的基本要求
2.1公路路線的設(shè)計(jì)首先要保障公路的基本功能，然后需要盡量爭(zhēng)取以較短的路線來(lái)節(jié)省投資，較少路程。路線設(shè)計(jì)時(shí)需要先對(duì)該地區(qū)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察，對(duì)地質(zhì)和水文等自然條件和天氣氣候進(jìn)行深入的了解來(lái)提出較為合理，符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)方案。另外，要充分重視經(jīng)濟(jì)原則，首要保障技術(shù)指標(biāo)。其次，考慮工程造價(jià)，盡量選擇地質(zhì)穩(wěn)定的地區(qū)來(lái)建造公路。
2.2 要全面綜合考慮，先進(jìn)行總體的布置，選定可能的方案進(jìn)行考察，再通過科學(xué)的分析和比較縮減路線選擇的范圍;然后是分段安排，在總體路線落實(shí)的基礎(chǔ)上通過分析來(lái)確定路線的基本雛形;最后是在分段安排的基礎(chǔ)上繼續(xù)并最后確定公路的路線設(shè)計(jì)方案。
2.3為了保障公路的施工質(zhì)量和建成后的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，路線的選擇應(yīng)盡量避開巖層結(jié)構(gòu)，尤其是在山區(qū)的巖層結(jié)構(gòu)有著復(fù)雜的構(gòu)造特點(diǎn)，難以摸清綺結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)保障施工的質(zhì)量。
2.4路線設(shè)計(jì)要注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)，公路路線經(jīng)過自然生態(tài)環(huán)境容易遭到破壞的地區(qū)，需要重視對(duì)山區(qū)還擊的保護(hù)。在路線設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)經(jīng)過區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行曲面細(xì)致的考察和研究，需要對(duì)具體情況采取一定的生態(tài)設(shè)計(jì)，以確定施工中和建成后的環(huán)境保護(hù)得到落實(shí)。比如野生動(dòng)物遷徙的路線建立生態(tài)通道，在公路路線沿線設(shè)置綠化帶等必要的措施。公路設(shè)計(jì)需要通過采取各種積極有效的措施來(lái)將公路和諧納入當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，進(jìn)而保障、維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境平衡。
3 公路工程路線設(shè)計(jì)常見問題及解決措施
3.1平面直線的設(shè)置
公路平面由直線和曲線組成，而曲線又包含了圓曲線和回旋曲線(即緩和曲線)，直線是路線平面最好的線型，但在山區(qū)長(zhǎng)直線的設(shè)置將導(dǎo)致工程量的增加，無(wú)限制的設(shè)置長(zhǎng)直線又將導(dǎo)致司乘人員因線型單一，沿線景觀單調(diào)而引起疲勞，故公路線形設(shè)計(jì)不能無(wú)限制的設(shè)置長(zhǎng)直線。據(jù)調(diào)查，我國(guó)高速公路許多路段的一次直線長(zhǎng)度普遍都超過6km，有的長(zhǎng)達(dá)10km以上。實(shí)踐證明：無(wú)論是一般公路還是高速公路，過長(zhǎng)的直線段易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致注意力分散、反應(yīng)遲緩，一旦遇見緊急情況，就會(huì)因措手不及導(dǎo)致交通事故;另外，駕駛員在長(zhǎng)直線路段容易超速行駛，致使車輛在進(jìn)入直線路段末段后的曲線部分的速度仍然比較高，若遇到彎道超高不足或其它偶然干擾，往往導(dǎo)致車輛傾覆或其它類型的交通事故。而由于橫向的通道和天橋所造成的影響使得路線的縱斷面顯得上下起伏非常頻繁,造成視覺上的不良影響,對(duì)于那些波浪型的縱面的線形,給人感覺線路好像產(chǎn)生了好幾個(gè)段落,造成線形的連續(xù)性很差。因此，在平面線型設(shè)置直線時(shí)，直線不宜過長(zhǎng)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，一般建議直線長(zhǎng)不宜超過設(shè)計(jì)速度的20倍，即72s行程。當(dāng)然，我國(guó)由于各省份、各地區(qū)間地形地勢(shì)差別較大，完全按統(tǒng)一的規(guī)范要求也不切實(shí)際，故在采用長(zhǎng)直線時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件，合理的確定直線長(zhǎng)度，同時(shí)在直線末端避免設(shè)置小半徑曲線。
3.2 路線超高漸變段位置
在以往設(shè)計(jì)中，一般在全緩和段或緩和曲線的某一個(gè)固定的位置(如緩和曲線起點(diǎn)段)設(shè)置路線超高漸變段，這樣進(jìn)行的設(shè)計(jì)通常會(huì)對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)以及施工帶來(lái)很大的麻煩。如路線超高漸變段的位置放置在橋梁中間，從負(fù)坡到正坡的過程中，將使橋面橫坡勢(shì)必反復(fù)扭曲變化。在這樣的情況下就要優(yōu)化路線超高漸變段的位置。在保證行車安全的情況下可將路線超高漸變段的位置移至橋頭，在橋頭引道部分完成路線由負(fù)坡到正坡的漸變過程。
3.3 緩和曲線長(zhǎng)度問題
緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。在緩和曲線設(shè)計(jì)中，緩和曲線長(zhǎng)度的取值是影響道路平面線形視覺質(zhì)量的重要因素之一。如果緩和曲線緩和段長(zhǎng)度取值太短，不僅不能起到曲率漸變的作用，而且緩和段與剩余圓曲線的銜接和搭配極不協(xié)調(diào)，行車視覺效果比較差;如果緩和曲線緩和段長(zhǎng)度取值太長(zhǎng)，無(wú)論從線形組合效果還是彎道超高和加寬設(shè)計(jì)方面，都存在著較大的不足。
設(shè)置緩和曲線是通過曲率的逐漸變化，適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向操作的行駛軌跡及路線的順暢，緩和行車方向的突變和離心力的突然產(chǎn)生，使離心加速度逐漸變化，不致產(chǎn)生側(cè)向沖擊，同時(shí)作為超高變化的過渡段使用。緩和曲線的設(shè)置長(zhǎng)度受行車安全、離心力對(duì)乘客產(chǎn)生的不適感、路面超高橫坡過度的需求及線形平順的美感等方面的制約，為使線形連續(xù)協(xié)調(diào)，平面緩和曲線 (回旋線)的合理長(zhǎng)度宜為1:1:1(回旋線：圓曲線：回旋線)。但對(duì)于一些高速公路，由于半徑較大，若均按1:1:1控制，緩和曲線將很長(zhǎng)，使得超高漸變太緩，同時(shí)太長(zhǎng)的緩和曲線也不利于縱面變坡點(diǎn)的設(shè)置，影響縱斷面拉坡，因此，在大半徑平曲線上也不宜設(shè)置太長(zhǎng)的緩和曲線。
4 結(jié)語(yǔ)：
路線的選定應(yīng)根據(jù)地形條件，并在對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、自然景觀等進(jìn)行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，以選定路線線位、主要平縱技術(shù)指標(biāo)、沿線橋隧設(shè)置，還應(yīng)綜合考慮公路的平面、縱斷面、橫斷面三者間的關(guān)系，做到平面順適、縱面均衡、橫面合理，以及隧道后期運(yùn)營(yíng)情況。路線設(shè)計(jì)必須綜合考慮各方面因素，是一個(gè)不斷重復(fù)、優(yōu)化的總體設(shè)計(jì)過程，平縱面線形的合理組合，不僅僅要滿足規(guī)范、指標(biāo)，更要在設(shè)計(jì)中貫穿“以人為本”的理念，讓公路真正做到安全、環(huán)保、舒適、美觀。
參考文獻(xiàn)
(1)山區(qū)公路設(shè)計(jì)中的問題探究 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2008
(2)淺談公路路線設(shè)計(jì) 北方交通 2007
